杂化材料是在纳米或分子水平上由两种成分组成的复合材料。 通常这些化合物中的一种是无机的，另一种是有机的。 因此，它们不同于成分处于宏观（微米到毫米）水平的传统复合材料。 在微观尺度上混合会产生更均匀的材料，这些材料要么显示出两个原始相之间的特性，要么甚至显示出新的特性。

许多天然材料由分布在纳米尺度上的无机和有机结构单元组成。 在大多数情况下，无机部分为自然物体提供机械强度和整体结构，而有机部分则提供无机构件和/或组织其余部分之间的结合。 典型的例子包括骨头和珍珠质。

第一种混合材料是由几千年前使用的无机和有机成分制成的油漆。 橡胶是使用无机材料作为有机聚合物填料的一个例子。 1930 年代开发的溶胶–凝胶工艺是成为无机-有机杂化材料广阔领域的主要驱动力之一。

杂化材料可以根据连接无机和有机物种的可能相互作用进行分类。 I 类杂化材料是那些在两相之间表现出弱相互作用的材料，例如范德华力、氢键或弱静电相互作用。 II 类杂化材料是那些在组分之间表现出强烈化学相互作用（例如共价键）的材料。

结构特性也可用于区分各种杂化材料。 含有允许连接到无机网络的官能团的有机部分，例如 三烷氧基硅烷基团可以充当网络改性剂，因为在最终结构中，无机网络仅被有机基团改性。 苯基三烷氧基硅烷是此类化合物的一个例子； 他们通过三烷氧基硅烷基团的反应在溶胶-凝胶过程中修改二氧化硅网络，而不提供额外的官能团，这些官能团旨在对形成的材料进行进一步的化学反应。 如果结合了反应性官能团，则该系统称为网络功能化剂。 如果两个或三个这样的锚定组修饰一个有机片段，情况就不同了； 这导致无机基团后来成为混合网络不可或缺的一部分的材料。 后一种系统称为网络构建器

如果无机和有机结构单元之间不存在强烈的化学相互作用，就会形成混合物。 这种材料的一个例子是无机团簇或颗粒与有机聚合物的组合，这些有机聚合物在组分之间缺乏强（例如共价）相互作用。 在这种情况下，形成一种材料，其由例如具有截留的离散无机部分的有机聚合物组成，其中取决于组分的功能，例如通过物理相互作用由截留的无机单元发生弱交联，或者无机组分被截留 在交联的聚合物基质中。 如果无机和有机网络在没有强烈化学相互作用的情况下相互渗透，就会形成所谓的互穿网络 (IPN)，例如在有机聚合物存在下形成溶胶-凝胶材料的情况，反之亦然。 所描述的两种材料都属于 I 类混合材料。 当分立的无机结构单元，例如 簇，共价键合到有机聚合物或无机和有机聚合物彼此共价连接。

如果有机和无机结构单元的组合产生具有复合特性的材料，则使用术语纳米复合材料。 也就是说，单独的有机和无机成分的原始特性仍然存在于复合材料中，并且通过混合这些材料不会改变。 然而，如果一种新的特性从紧密混合物中出现，那么这种材料就变成了一种混合物。 一个宏观的例子是骡子，它比它的父母马和驴更适合艰苦的工作。

单个组件的大小及其相互作用的性质（共价、静电等）不属于混合材料的定义范围。

• 可以将具有特定光学、电子或磁性特性的无机团簇或纳米粒子掺入有机聚合物基质中。
• 与加工时通常需要高温处理的纯固态无机材料相反，混合材料表现出更像聚合物的手感